环保部、国土资源部等部门的调查数据显示,我国的土壤重金属污染状况已十分严峻,重金属镉的污染尤为严重,被列为首要污染物。农田重金属污染通常具有污染持续时间长、面积广、隐蔽性高等特点,这都大大增加了修复的难度;而且污染农田的经济附加值远不如被污染的工业用地,这就限制了许多在场地污染修复中已成熟运用的修复技术在污染农田上的应用。因此研究经济成本低、操作简单、易于田间推广的重金属污染农田修复技术是当务之急。本文选取了原位钝化修复及超富集植物联合修复和动植物联合修复三种技术措施针对镉污染水田及旱地分别开展相关修复试验研究,以期为镉污染农田原位修复技术的发展和应用提供科学依据。钝化修复试验共选取了沸石、钙镁磷肥、蚯蚓粪等24种钝化材料,植物联合修复试验包含了红菾菜、黑麦草、三叶草、紫花苜蓿与镉超富集植物的不同间作处理,动植物联合修复试验主要研究了不同接种量蚯蚓对联合修复效率的影响。研究主要结果如下:一、不同钝化剂对稻田镉钝化效果研究1、不同的钝化材料对水稻产量的影响表现不一,但总体来看,与不施钝化剂相比,水稻产量的变化幅度不大,波动范围都在10%以内。施入钝化剂后,土壤的酸度有一定变化,pH值总体呈上升趋势,但效果并不明显。2、在所有钝化剂中,硅肥和动物血粉降低水稻籽粒镉含量的效果最为明显,糙米镉含量分别为0.26 mg/kg、0.31 mg/kg,与对照相比分别下降了58.33%和51.16%。3、结合经济成本分析,生物材料作为镉污染稻田的钝化剂具有明显经济优势,多数生物材料的边际成本都在10元以下,其中骨粉和动物血粉的性价比最高,作为镉污染稻田钝化剂的经济可行性更高,更具有推广应用潜力。二、超富集植物间作修复镉污染土壤效果研究1、间作不同植物后,因对水肥等自然资源的竞争,龙葵的生物量都有显著下降,但高生物量的间作植物能使小区的总生物量有所增加。其中,龙葵和红菾菜间作后,小区总生物量(1364.35 g)相比单作龙葵时(1118.76 g)有最大增幅22%。2、间作植物对龙葵地上部分镉含量无明显影响,但龙葵根部镉含量随间作植物镉富集能力的增强而呈增加趋势。不同处理间生物量的差异直接决定了植物镉总提取量大小。红菾菜相比其他间作植物,因生物量和镉富集能力上的优势,使小区镉总提取量达到最大值3508.66μg/plot,相比单作龙葵时提高了19.7%。3、不同植物间作模式中,龙葵和红菾菜间作使镉提取效率由单作龙葵时的0.44%提高到0.52%。但因土壤中镉的生物有效性偏低,单纯依靠引入间作植物无法大幅度提升植物修复效率,不能满足实际修复的需要。三、蚯蚓与龙葵联合修复镉污染土壤研究1、接种蚯蚓能促进龙葵的生长,龙葵的生物量随蚯蚓接种量的增加而增加,当接种量为65 g/盆时,龙葵地上部生物量达到最大值15.12 g/株,与未接种蚯蚓的对照处理相比增加了61.71%。2、不同接种量的蚯蚓都能在一定程度上促进龙葵对土壤镉的吸收,当接种量为50 g/盆时,龙葵对镉的富集能力最强,其地上部分镉含量达34.21 mg/kg,而更高接种量的蚯蚓使龙葵地上部和地下部镉含量都有所下降。总体看来,接种蚯蚓对龙葵的镉富集系数(BF)和转移系数(TF)影响都不大。3、龙葵和蚯蚓的镉富集量都随蚯蚓的接种量增加而增加,当蚯蚓接种量为65 g/盆时,镉总提取量达最大值2410μg/pot,其修复效率较单一使用龙葵增加了241%。